第十四章 β－二羰基化合物
一、 命名下列化合物：
二、 写出下列化合物加热后生成的主要产物：
三、试用化学方法区别下列各组化合物:
解：分别加入饱和亚硫酸氢钠水溶液，3－丁酮酸生成晶体，而丙二酸不能。
四、下列各组化合物，那些是互变异构体，那些是共振杂化体？
2，2－二甲基丙二酸 2－乙基－3－丁酮酸乙酯
2－环己酮甲酸甲酯 氯甲酰乙酸乙酯 3－丁酮醛
解：加溴水：褪色 不变
互变异构体 五、完成下列缩合反应：
六、完成下列反应式： 共振杂化体
互变异构
七、写出下列反历程： 解：反应历程： 八、以甲醇，乙醇为原料，用丙二酸酯法合成下列化合物：
1．α－甲基丁酸
3. 3－甲基己二酸
2. 正己酸
4. 1，4－环己烷二甲酸
5．环丙烷甲酸
九、以甲醇、乙醇以及无机试剂为原料，经乙酰乙酸乙酯合成下列化合物：
（1） 3－乙基－2－戊酮
（2） α－甲基丙酸
（3） γ－戊酮酸
（4） 2，7－辛二酮
（5） 甲基环丁基甲酮
十、某酮酸经硼氢化钠还原后，依次用溴化氢，碳酸钠和氰化钾处理后，生成腈。腈水解得到2－甲基戊二酸。试推测此酮酸的结构，并写出各步反应式。
解：
十一、某酯类化合物A(C5H10O2)，用乙醇钠的乙醇溶液处理，得到另一个酯B(C8H14O3),B能使溴水褪色，将B用乙醇钠的乙醇溶液处理后，再与碘乙烷反应，又得到另一个酯C(C10H18O3).C和溴水在室温下不反应。把C用稀碱水解再酸化，加热，即得一个酮D(C7H14O),D不发生碘仿反应。用锌汞齐还原则生成3－甲基己烷，试推测A,B,C,D的结构，并写出各步反应式。
解：A,B,C,D的结构及各步反应式如下： (完)
１ 高等药物化学实验
有机合成—1：β—二羰基化合物双负离子在有机合成中的应用
一、实验目的：
1．学习并掌握有机合成中的无水、无氧实验操作技术；
2．学习并掌握β-二羰基化合物的γ—烷基化的反应原理、实验操作及其在天然产物全合成中的应用;
3． 学习并掌握有机合成反应进度的监测、反应的终止、后处理及产物的分离提纯等基本操作，尤其是簿层层析（TLC)、柱层析在有机合成中的应用；
4． 学习运用核磁共振氢谱及碳谱鉴定有机化合物的结构，初步掌握核磁共振仪的基本操作，并学会使用核磁共振仪测定化合物的1H及13C；
5．学习有机合成实验记录的一般书写方式。
二、反应原理：
β—二羰基化合物（特别是β—酮酸酯）是有机合成中重要原料，其α—位、γ-位质子在碱的作用下极易离去形成负碳离子，该负碳离子具有很好的亲核性，可发生亲核取代和加成反应，是有机合成中形成C—C键的重要合成块。大学《有机化学》教科书中介绍的是：在一般条件下(如：乙醇作溶剂,K2CO3作碱，加热回流），形成1,3—二酮或β-酮酸酯的α—负碳离子，烷基化反应在双重活化的α—亚甲基或次甲基上发生（scheme 1）;而不在“外侧”的γ—位甲基或亚甲基上发生反应.但是，可以有选择性地在γ-位发生烷基化及Aldol等反应,而且该反应有着良好的收率，在有机合成中应用广泛.
OOOOOO1.K2CO3/EtOHR1RXR1R2R1=H, or alkyl; R2=alkyl
本文要介绍的是β—二羰基化合物双负离子的γ—位烷基化、γ—位Aldol反应及环化反应。
1．β-二羰基化合物γ—位烷基化反应
β—二羰基化合物γ-位烷基化反应由加拿大不列颠哥伦比亚大学的化学家Weiler于1970[1］年发展起来，并在1974[2]年进行了系统的研究。Weiler将1 equiv乙酰乙酸甲酯与2 scheme 1
２ equiv的LDA 或者依次与1 equiv NaH/1 equiv n-BuLi作用，首先是乙酰乙酸甲酯的α—位氢被夺去，然后γ—位氢再被夺去形成乙酰乙酸甲酯双负离子；最后与1 equiv卤代烷反应生成γ—位取代烷基化产物(D)（scheme 2）。卤代烷优先与共振稳定性较小而活性较大的γ—位负碳离子发生反应，而不与活性较小的α—位负碳离子发生反应。
第14章 β-二羰基化合物 班级 姓名
本章需掌握知识：
一．知道三种最常见的β- 二羰基化合物；鉴别方法；
二．β- 二羰基化合物酮式与烯醇式的互变； β- 二羰基化合物亚甲基的特殊活泼性(酸性、亲核性)；
三．Claisen缩合与Dieckmann缩合制备β-酮酸酯；丙二酸酯在有机合成中的应用；乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用；乙酰乙酸乙酯的成酮分解与成酸分解；
1．命名或写出结构式。
OO EtOOEtOO OEtOO EtOOEtOONH2
2．完成反应
(1)
CH3OEtO2(1)EtONa(2)H+
(2) KMnO4/H+EtOHH2SO4(1)EtONa(2)H+
(3) CH3CO2HP(催化量)Cl2NaCN2EtOHH2SO4
(4) OEtOO(1)EtONa(2)PhCH2Br稀NaOH浓NaOH
(5) OCH3OOHOCH2CH2OH干燥HCl(1)PhMgBr(2)H+/H2O
(6) EtOOEtOO(1)EtONa(2)CH3CH2Br(1)EtONa(2)CH3BrH3O+
(7)
OEtOO(1)EtONa(2)PhCOCl稀NaOH
2．鉴别下列化合物
OEtOOOHOEtOOEtOOEtOO(A)(B)(C)(D)
、 3．比较下列化合物的酸性。
OEtOOO(A)(B)(C)
4．合成题。
(1) 以≤2C以下的有机物为原料(无机试剂任选)合成 CH3CH2CHCOOHCH3
(2) 以苯和≤2C以下的有机物 (无机试剂任选)合成 CH2CH2CCH3O、CH2CH2COHO
(3) COOHCH3CH2OH
1 第十四章 β-二羰基化合物 （2学时）
基本要求：
1．掌握酯的水解和克来森（Claisen）酯缩合历程。
2．掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的应用。
3. 理解互变异构。
4．理解合成路线设计的基本知识。
5．了解麦克尔加成的涵义和应用。
计划课时数 2课时
重点：酯的水解和克来森（Claisen）酯缩合历程，乙酰乙酸乙酯和丙二酸二酯在合成上的应用。
难点：互变异构，碳负离子和α，β-不饱和羰基化合物的共轭加成——麦克尔反应。
教学方法 采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。
§ 14.1β-二羰基化合物的酸性和烯醇负离子的稳定性
§ 13-5 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯
在有机合成上的应用
14.1.1乙酰乙酸乙酯
（1）性质
1．互变异构现象
（1）生成的烯醇式稳定的原因
1°形成共轭体系，降低了体系的内能。
2°烯醇结构可形成分子内氢键（形成较稳定的六元环体系）
（2）其他含活泼亚甲基化合物的互变异构体中烯醇式的含量见P350表14-1。
14.2β-二羰基化合物碳负离子的反应
1．亚甲基活泼氢的性质
（1）酸性
乙酰乙酸乙酯的α-C原子上由于受到两个吸电子基（羰基和酯基）的作用，α-H很活泼，具有一定的酸性，易与金属钠、乙醇钠作用形成钠盐。 CH3-C-CH2-C-OC2H5OONaH2Br2/CCl4FeCl3NaHSO3NH2OH硝基苯肼2,4-=黄白（ ）（ ）白（ ）有活性氢溴褪色（具双键）蓝紫色（具烯醇结构）CH3-C-CH2-C-OC2H5OOCH3-C=CH-C-OC2H5OHO酮式烯醇式室温(93%)(7%)CH3-C-CH2-C-OC2H5OOCH3-C=CH-C-OC2H5OHOπππPπP体系CH3-C=CH-C-OC2H5OHCH3CCHCOC2H5OOHOCH3CCH2COC2H5OOCH3CCHCOC2H5OOC2H5ONaNapKa =11 2
